Magnetische flux in een magnetisch circuit: 5 feiten die u moet weten


We weten dat het totale aantal magnetische lijnen dat door een bepaald specifiek gebied gaat, gewoon magnetische flux is. Daarom zal dit bericht magnetische flux in een magnetisch circuit bespreken.

Een magnetisch veld veroorzaakt een bepaalde hoeveelheid magnetische flux. Bovendien heeft magnetische flux altijd de vorm van een gesloten lus. Als gevolg van de aanwezigheid van een magnetisch veld zijn magnetische circuits nu als zodanig bekend. Daarom is het ook waar dat magnetische flux bestaat in magnetische circuits.

Laten we de tijd nemen om het volledig te begrijpen magnetische flux in een magnetisch circuit.

Is er een magnetische flux in een magnetisch circuit?

Circuits zijn gesloten paden waardoor een hoeveelheid wordt geleid en zijn samengesteld uit een verscheidenheid aan componenten. Magnetische circuits zijn samengesteld uit magnetische materialen en hebben gesloten paden.

Wanneer een elektrische stroom langs de gesloten route van een magnetisch materiaal reist, creëren de bewegende ladingen in het materiaal een magnetisch veld binnen het magnetische circuit. Al deze magnetische veldlijnen die door het magnetische circuit reizen, zijn gewoon magnetische flux.

Daarom kunnen magnetische circuits worden gedefinieerd als gesloten paden die zijn samengesteld uit magnetische materialen waardoor magnetische flux er doorheen kan reizen.

magnetische flux in een magnetisch circuit

Wat is de magnetische flux in een magnetisch circuit?

In het magnetische circuit verandert de feitelijke interpretatie van magnetische flux niet.

Als we zeggen dat er een magnetisch veld bestaat in een magnetisch circuit, duidt dit ook op de aanwezigheid van magnetische kracht. Magnetische flux is een magnetische veldmeting. Als gevolg hiervan is het ook een nuttig hulpmiddel bij het beschrijven van het effect van magnetische kracht in dat magnetische circuit.

Als we een elektrisch circuit vergelijken met een magnetisch circuit, dan gaat er in een elektrisch circuit een elektrische stroom doorheen. In een magnetisch circuit gaat er magnetische flux doorheen. Wanneer een spanning wordt geleverd aan een elektrisch circuit, heeft de stroom de neiging om langs het pad met de minste weerstand te stromen. Op dezelfde manier, magnetische flux volgt de route van de minste tegenzin. 

De magnetische flux in een magnetisch circuit heeft dus hetzelfde doel als de elektrische stroom in een elektrisch circuit. Als alternatief kunnen we zeggen dat: het is analoog aan een elektrische stroom.

Hoe de magnetische flux van een magnetisch circuit te vinden?

Wanneer een magnetisch veld en een oppervlakte-element worden vermenigvuldigd, is het resultaat de magnetische flux. 

In bredere zin wordt magnetische flux gedefinieerd als het scalaire product van twee vectorproducten: 

  • Het magnetische veld B & 
  • Het gebiedselement A van het circuit. 

De magnetische flux door elk oppervlak van een magnetisch circuit wordt kwantitatief berekend met behulp van de integraal van het magnetische veld B over het oppervlak van het oppervlak A.

Zo kunnen we schrijven:

𝜙m=s B ᐧ dA

Zo kunnen we schrijven:

𝜙m= BA cos𝜃 ……….(1)

Waar,

𝜙m : Magnetische flux

B: Magnetisch veld

A: Gebiedselement van het magnetische circuit

𝜃 : Hoek tussen magnetisch veld en oppervlakte-element van magnetisch circuit

Maar wanneer het magnetische veld en de dwarsdoorsnede van het magnetische circuit loodrecht op elkaar staan, dan is 𝜃 = 90. De magnetische flux is dus:

𝜙m= BA ……….(2)

Typisch wordt het dwarsdoorsnede-oppervlak van het circuit geselecteerd als het gebied A voor het magnetische circuit om de magnetische flux te berekenen.

Zoals we weten, is een elektromotorische kracht verantwoordelijk voor het aandrijven van de stroom van de elektrische ladingen. Evenzo wordt de magnetische flux in de magnetische circuits aangedreven door de magnetomotorische kracht (MMF). Beschouw het magnetische circuit waarvan de lengte l is en N-gewonden heeft en de stroom van I-ampère er doorheen gaat. Dus mmf wordt gegeven door:

Fm  = NI ……….(3)

Dus mmf is niets anders dan de totale stroom die aan dat specifieke magnetische circuit is gekoppeld.

De magnetische veldsterkte voor een homogeen en uniform magnetisch circuit met dwarsdoorsnede wordt gedefinieerd als de mmf per lengte-eenheid. Dientengevolge, magnetische veldsterkte:

H = NI / l ……….(4)

Waar, H: Magnetische veldsterkte

Het magnetische veld in termen van magnetische veldsterkte wordt echter gegeven door:

B = 𝜇H ……….(5)

Waar, : magnetische permeabiliteit

Dus, als we de waarde van H in de bovenstaande vergelijking plaatsen, krijgen we:

B = 𝜇 NI / l ……….(6)

Met behulp van de magnetische veldwaarde van vergelijking (6) in de magnetische fluxvergelijking (2):

……….(7)

Waar,

l/𝜇 A = R (Tegenzin)

Vergelijking (7) is de formule om de magnetische flux in een magnetisch circuit te bepalen.

Wat zijn de factoren die de magnetische flux in een magnetisch circuit beïnvloeden?

De magnetische flux in elk magnetisch circuit kan worden beïnvloed door vier factoren, die hieronder worden vermeld:

  • Dwarsdoorsnede van magnetisch circuit A (Vgl. 1): Het dwarsdoorsnede-oppervlak en de magnetische flux van het circuit zijn ook direct gerelateerd. Hoe groter het oppervlak van het circuit, hoe groter de flux die er doorheen kan gaan. 
  • De hoek tussen magnetisch veld B en oppervlakte-element A (Vgl. 1): Maximale magnetische flux kan worden gepenetreerd via het circuit wanneer het magnetische veld loodrecht op het oppervlak staat.
  • Magnetische veldsterkte H (Vgl. 5): De magnetische flux in een magnetisch circuit en de sterkte van het magnetische veld zijn beide geassocieerd. De magnetische flux in een circuit neemt toe wanneer het magnetische veld dat in het circuit wordt geproduceerd sterk is.
  • Stroom door het magnetische circuit I (Vgl. 7): Magnetische kracht en stroom zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden. Naarmate de stroom toeneemt, neemt de magnetische kracht toe door de sterkte van het veld te vergroten; vandaar dat de flux ook toeneemt.

Zoals hierboven vermeld, beïnvloedt een kleine verandering in de factor de magnetische flux in een magnetisch circuit. 

Probleem: Gegeven een magnetisch systeem (ring), met een straal van doorsnede r = 3.5 cm, het aantal windingen N = 600 en de relatieve permeabiliteit van ijzer is 900 en de stroom die er doorheen gaat is 0.15 A. Bereken vervolgens de magnetische flux in een magnetisch circuit.

Gegeven:

Doorsnede straal r = 3.5 cm = 0.035 m

Aantal windingen N = 600

Relatieve permeabiliteit van ijzer 𝜇r = 900

Stroom door circuit I = 0.15 A

Zoek:

Magnetische flux 𝜙m =?

Oplossing:

Oppervlakte van de magnetische ring A = 𝜋r2 = 3.14 × (0.035)2 =3.8 × 10-3 m2

permeabiliteit:

𝜇 = 𝜇0𝜇r = 4𝜋 × 10-7 × 900

Lengte van de ring:

l = 2𝜋r = 2𝜋 × 0.035 m

Magnetische flux:

𝜙m = 1.75 mWb 

Dus in dit geval is de magnetische flux van een bepaald magnetisch circuit 1.75 mWb.

Overzicht:

We leren van deze post dat magnetische circuits magnetische flux doorlaten. Verder beschrijft de passerende magnetische flux het effect van de magnetische kracht die in het circuit wordt gegenereerd. Het is vergelijkbaar met de elektrische stroom die door een elektrisch circuit vloeit.

Alpa P. Rajai

Ik ben Alpa Rajai, heb mijn master in de wetenschap afgerond met specialisatie in natuurkunde. Ik ben erg enthousiast over het schrijven over mijn begrip van geavanceerde wetenschap. Ik verzeker u dat mijn woorden en methoden lezers zullen helpen hun twijfels te begrijpen en duidelijk te maken waarnaar ze op zoek zijn. Naast natuurkunde ben ik een getrainde Kathak-danser en ook schrijf ik mijn gevoel soms in de vorm van poëzie. Ik blijf mezelf updaten in natuurkunde en wat ik ook begrijp, ik vereenvoudig hetzelfde en houd het duidelijk, zodat het duidelijk aan de lezers wordt geleverd. U kunt mij ook bereiken op: https://www.linkedin.com/in/alpa-rajai-858077202/

Recente Nieuws